Испарительных аппаратов

Рис. 1.11. Схемы испарительных элементов с напорной подачей охладителя в пористую матрицу на теплоот-дающей поверхности, предложенные в Пат. 1526160 Великобритании (а); вА.с. 4945 85 СССР (б): 1 - теплоотдающая стенка; 2 - раздающие каналы; 3 - матрица; 4, 6 — боковые слои малого гидравлического

Опыт эксплуатации ВПГ «Велокс» показал, что при зольности мазута более 0,02% наблюдаются налипание золы и эрозия проточной части газовой турбины, а также входных кромок нижних концов испарительных элементов. При сжигании тяжелых мазутов в парогенераторах «Велокс» на пароходе «Петродворец» наблюдались повышение температуры газов перед газовой турбиной вследствие удлинения факела, отложение сажи и налет кокса на поверхностях нагрева даже при высоких (до 200 м/с) скоростях газов, продольно омывающих трубы, коррозия поверхностей нагрева, унос сажи и кокса в проточную часть газовой турбины.

ВПГ для корабля (рис. 61) паропроизводительностью 68 т/ч спроектирован на параметры ' пара, принятые в ВМФ США — 84 ата, 510° С, и рассчитан на сжигание соляра. Верхний барабан служит для раздачи котловой воды в опускные циркуляционные трубы и для сепарации пароводяной смеси, поступающей из сборных коллекторов испарительных элементов. Из паросепаратора пар поступает в пароперегреватель, расположенный в нижней части парогенератора. Форсуночное устройство с регистрами расположено сверху. Газы движутся сверху вниз, омывая испарительную поверхность нагрева, а затем — снизу вверх, омывая трубную систему пароперегревателя. С температурой 440° С газы поступают в газовую турбину, откуда при температуре 250° С они направляются в экономайзер. Газотурбинный агрегат одно-вальный. Первые три ряда лопаток компрессора поворотные, что позволяет изменять расход воздуха при малых нагрузках. Степень повышения давления е «=* 5.

В первой конструкции ВПГ, созданной фирмой «Броун—Бо-вери» и известной под названием «Велокс», применена многократная принудительная циркуляция. Эта конструкция (рис. 64) основана на сложной жаротрубной системе испарительных элементов типа «труба в трубе», экранирующих топку и присоединяемых на фланцах к сборному коллектору внутри корпуса парогенератора.

Высокие скорости и плотность газового потока в ВПГ «Велокс» позволили довести паросъем с испарительных поверхностей нагрева до 500—600 кг/(ма.ч). Принудительная циркуляция с помощью циркуляционного насоса обеспечивает равномерное восприятие котловой водой интенсивных тепловых потоков и свободную компоновку поверхностей нагрева. Пароводяная смесь из испарительных элементов подается в вертикальный сепаратор, где в результате быстрого вращательного движения и под действием центробежной силы происходит интенсивное отделение пара от воды.

В первых конструкциях ВПГ «Велокс» внутри жаротрубных испарительных элементов (рис. 66) размещались пароперегреватель-ные элементы. В более поздних конструкциях пароперегреватель-ная трубная система вынесена в отдельный корпус (см. рис. 64).

Конструкция вертикального барабана-сепаратора ВПГ «Ве-локс» показана на рис. 80. Диаметр барабана 0,766 м, высота 6,14 м. Пароводяная смесь от испарительных элементов парогенератора тангенциально подводится по двум трубам к верхней части барабана. К головке сепаратора подведены трубы питательной воды от экономайзера и сборная труба пароводяной смеси от охлаждающих панелей газоходов и от регулирующего испарителя.

Опыт длительного сжигания мазутов накоплен на французских судах с ВПГ «Велокс». На пароходе «Виль де Тунис» отложений в проточной части газовой турбины не было. В топке ВПГ после 18 месяцев эксплуатации обнаружены отложения толщиной 0,8 мм внутри испарительных элементов и легкие отложения (толщиной 0,2 мм) на наружной поверхности. На поверхностях пароперегревателя и экономайзера отложений не было.

наблюдались небольшие отложения солей на первых рядах лопаток компрессора. Внутри испарительных элементов после 2000 ч работы имелись отложения в форме колец толщиной 0,5 мм, чередующиеся с чистыми участками поверхности. На наружной стороне испарительных элементов имелись светлые маслянистые отложения толщиной 0,2—0,3 мм. Подобные отложения обнаруживались на конвективных трубах пароперегревателя и вспомогательного испарителя, а также на экранных трубах пароперегревателя. На трубах экономайзера плотные отложения после 400 ч работы достигали толщины 1—3 мм.

б) для испарительных элементов высотой более 10 м, если отношение тех же площадей меньше единицы, а высотой менее 10 м, если это отношение меньше 2.

б) в трубах испарительных элементов и кипящих. экономайзеров, расположенных в зоне температур газового потока, меньших 500°С;

Аналогичное применение в аппаратостроении имеют биметаллы никель — платина и медь-—платина. Толщина слоя платины внутри трубы испарительных аппаратов 0,05—0,075 мм, на наружной поверхности нагревательных змеевиков 0,05—0,1 мм, на медных прутковых анодах до 0,037 мм.

Аналогичное применение в аппаратостроении имеют биметаллы никель — платина и медь-—платина. Толщина слоя платины внутри трубы испарительных аппаратов 0,05—0,075 мм, на наружной поверхности нагревательных змеевиков 0,05—0,1 мм, на медных прутковых анодах до 0,037 мм.

Аналогичное применение в аппаратостроении имеют биметаллы Ni—Pt и Си—Pt Толщина слоя платины внутри трубы испарительных аппаратов делается от 0,05 до 0,075 мм; нанаружнойповерхности нагревательных змеевиков — от 0,05 до 0,1 мм; на медных прутковых анодах—до 0,037 мм.

Принцип действия испарительных аппаратов таких установок основан на создании различными способами тонкой пленки опресняемой воды на поверхности нагрева. Организация пленочного движения может достигаться путем струйного орошения поверхности жидкостью, гравитационного ее течения или принудительной подачи. Установки, содержащие в своем составе аппараты та-

Создание новых типов испарительных аппаратов для опреснительных установок позволило прибегнуть

ды и подачи щелочи, осветлители и обслуживающие их насосы для введения затравочных кристаллов, а также декарбонизаторы для отгонки выделяющейся при подготовке воды углекислоты. Основным элементом установки является опреснитель О, состоящий из головного подогревателя, испарительных аппаратов или камер вскипания, промежуточных подогревателей, охладителя дистиллята, конденсатора и обеспечивающих перекачку рабочих сред циркуляционных и дистилляцион-ных насосов. Полное удаление из установки освобожденных в процессе опреснения газов происходит при помощи вакуумного деаэратора ВД. Необходимое разрежение в ступенях испарителей поддерживается эжек-тирующей установкой ЭУ.

Установки, работающие по принципу нагрева опресняемой воды погруженной в нее поверхностью, выполненной в форме батареи, а также установки, в которых кипение происходит в трубках, заполненных водой и обогреваемых с внешней стороны теплоносителем, создаются как в одноступенчатом (как правило транспортные), так и во многоступенчатом исполнении. На Красноводской ТЭЦ для приготовления питательной воды котлов работает стационарная опреснительная установка с погруженными поверхностями нагрева, состоящая из 39 испарительных аппаратов и 9 конденсаторов и имеющая расчетную производительность 6500 м3/сут. Установка состоит из шести основных самостоятельных групп. В состав каждой группы входят: шесть испарительных аппаратов, конденсатор, пусковая и рабочая эжекторная установки, расширители продувок и обслуживающие насосы. Одна группа имеет только три аппарата и свое вспомогательное оборудование. Наряду с этим в схеме имеются два дополнительных конденсатора.

Стремление создать опреснительные установки с высокой интенсивностью рабочего процесса, малым наки-пеобразованием, хорошими габаритными характеристиками привело к разработке принципиально нового процесса — дистилляции опресняемой воды в тонких пленках. В настоящее время в мировой практике наметилась тенденция к использованию испарительных аппаратов и других теплообменников пленочного типа для включения в тепловую схему установки. Это объясняется прежде всего тем, что работа теплообменного аппарата с тонкопленочным режимом течения нагреваемой жидкости эффективнее 'процессов, происходящих на поверхностях, погруженных в большой объем, и в трубах, полностью заполненных потоком жидкости, благодаря высокой интенсивности теплообмена Б тонком слое нагрева-

Длина труб испарительных аппаратов, м...... 3,3

Технологическая схема такой опреснительной установки требует большого числа насосов для перекачки испаряемой воды по ступеням, что сказывается на расходах энергии на собственные нужды, а также на стоимости получаемого дистиллята. Совершенствование этой схемы возможно путем введения в ее состав испарительных аппаратов с восходящим тонкопленочным потоком, характеризующихся более высокими по сравнению с аппаратами со стекающей пленкой коэффициентами теплопередачи [79].

Японскими фирмами разработаны схемы с башенным расположением испарительных аппаратов этого типа, что частично исключает указанные недостатки и значительно экономит площадь на застройку установки [83].